專利名稱：聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定壓磨削用杯狀砂輪，該砂輪能依照被磨削材料的形狀而變形，并對(duì)振動(dòng)著的被磨削物具有振動(dòng)吸收性；特別涉及一種在通過聯(lián)機(jī)而磨削用于軋制的軋輥時(shí)使用的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪。
背景技術(shù)：
軋制鋼板等的軋輥，因軋制的鋼板等的寬度而導(dǎo)致中央部比軸端側(cè)磨耗得更劇烈，所以在軋制規(guī)定量的鋼板等后要進(jìn)行更換，在磨削成形后再次使用。這種軋輥的更換因需要暫停軋制作業(yè)，所以大大降低了軋制效率。因此，使用在軋制鋼板等的同時(shí)能夠磨削壓輥的聯(lián)機(jī)輥磨削裝置。作為在這個(gè)領(lǐng)域中使用的砂輪，在例如特開平9-1463號(hào)公報(bào)中公開了聯(lián)機(jī)輥磨削用磨削體，該磨削體在圓盤狀基體金屬的周緣表面上安裝有環(huán)狀砂輪層3，以圓盤狀基體金屬的周緣部為支點(diǎn)，在與圓盤狀基體金屬的本體部之間隔著橫向槽形間隙6，形成為伸向內(nèi)周側(cè)的平板環(huán)狀(參照?qǐng)D11)。
另外，在特開2000-52255號(hào)公報(bào)中也公開了一種聯(lián)機(jī)輥磨削用磨削體，該磨削體為了減少前述已有技術(shù)中未解決的振紋，而在橫向槽形間隙中填充有減震材料。
專利文獻(xiàn)1特開平9-1463號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2000-52255號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容特開平9-1463號(hào)公報(bào)中記載的聯(lián)機(jī)輥磨削用磨削體的基體金屬如圖11所示，為一片圓板部件7以外周側(cè)為支點(diǎn)向內(nèi)周側(cè)折回的平板結(jié)構(gòu)。在向砂輪層3的內(nèi)周側(cè)施加負(fù)載時(shí)(在內(nèi)周側(cè)上一端接觸時(shí))，上側(cè)平板部7a以外周側(cè)為支點(diǎn)向內(nèi)側(cè)撓曲；在砂輪層出3的外周側(cè)上施加負(fù)載時(shí)(在外周側(cè)上一端接觸時(shí))，下側(cè)的平板部7b以內(nèi)周側(cè)為支點(diǎn)撓曲(參照該公報(bào)的圖2)。在這種結(jié)構(gòu)中，在向外周側(cè)施加負(fù)載時(shí)，要獲得抑制振動(dòng)的效果，需要下側(cè)平板部7b也能發(fā)揮適當(dāng)?shù)膹椈晒δ堋?br> 在上述以往的磨削體基體金屬中，為了在該平板結(jié)構(gòu)中獲得適當(dāng)?shù)膹椈沙?shù)，在平板部7a、7b內(nèi)必須把作為撓曲支點(diǎn)的部位或其附近的板厚變薄，所以容易在這些部分上產(chǎn)生應(yīng)力集中，有可能發(fā)生超過許容限度的變形或破損。反之，如果假設(shè)以高效磨削為目的而加大向工件施加的砂輪按壓力，則為了確保基體金屬的強(qiáng)度要求板厚。由于保持這種柔軟的彈簧動(dòng)能是有界根的，因此可以考慮到不能獲得充分的振動(dòng)抑制效果的情況。特別是上述磨削體由于為以基體金屬的薄壁部分為支點(diǎn)而撓曲的結(jié)構(gòu)，因此不能避免應(yīng)力集中，所以對(duì)于強(qiáng)度也需要進(jìn)一步的研究。并且雖然在特開2000-52255號(hào)公報(bào)的磨削體中，在槽形間隙6中填充減震材料以防振紋發(fā)生，但由于該基體金屬的結(jié)構(gòu)與特開平9-1463號(hào)公報(bào)中的結(jié)構(gòu)相同，因此也存在相同的問題。
并且，如特開2000-52255號(hào)公報(bào)所記載，為了吸收振動(dòng)防止振紋產(chǎn)生、填充減震材料是有效的，但由于可填充減震材料的空間被限制為小而薄形的間隙，所以可以想到在減震材料的振動(dòng)抑制中不能獲得充分的效果的情況。
鑒于上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，該砂輪具有如下結(jié)構(gòu)，即，在砂輪按壓時(shí)在基體金屬上不會(huì)產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，可容易確保強(qiáng)度，并且施加所需的彈性動(dòng)能的設(shè)計(jì)上的自由度較高，還適合填充減震材料。
本發(fā)明人為了解決上述問題而進(jìn)行了努力研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在圓盤狀基體金屬的一個(gè)面上在沿其圓周方向設(shè)置有環(huán)狀砂輪層的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪中，具有相互固定于內(nèi)周側(cè)并在內(nèi)部形成空洞部的兩個(gè)圓盤部的結(jié)構(gòu)是比較有利的，并完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及一種聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，在圓盤狀基體金屬的一面的圓周上設(shè)置有砂輪層，其特征在于，上述圓盤狀基體金屬具有第一圓盤部和第二圓盤部，上述第一圓盤部具有環(huán)狀的砂輪層安裝面；上述第二圓盤部用于支撐該第一圓盤部，上述第一圓盤部在其內(nèi)周側(cè)與第二圓盤部相固定，該第二圓盤部以向上述第一圓盤部的下方形成空洞部的方式向外周側(cè)伸出，同時(shí)，其外周緣從下方與上述第一圓盤部的外周緣抵接并對(duì)其進(jìn)行支撐，在上述圓盤狀基體金屬的靠近內(nèi)周的部分和靠近外周的部分上分別配置有彈性機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的杯狀砂輪，在第一種方案中，可在上述第一圓盤部的砂輪層安裝面的靠近內(nèi)周的部分及上述第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置有彈性機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的的杯狀砂輪，在第二種方案中，可在上述第一圓盤部和/或上述第二圓盤部的內(nèi)壁部分，以及上述第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置有彈性機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的杯狀砂輪中，上述彈性機(jī)構(gòu)可通過在上述部分的至少一部分上形成多個(gè)狹縫而進(jìn)行設(shè)置。
另外，在本定明的杯狀砂輪中，上述第一圓盤部設(shè)置為可從基體金屬本體進(jìn)行裝卸。并且，本發(fā)明的杯狀砂輪中，優(yōu)選在上述多個(gè)狹縫中填充密封材料。還優(yōu)選在上述第一圓盤部和第二圓盤部之間的空洞部中具有減震材料。
發(fā)明效果本發(fā)明的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，其圓盤狀基體金屬具有第一圓盤部和第二圓盤部，上述第一圓盤部具有環(huán)狀的砂輪層安裝面；上述第二圓盤部用于支撐該第一圓盤部，上述第一圓盤部在其內(nèi)周側(cè)與第二圓盤部相固定，該第二圓盤部以向上述第一圓盤部的下方形成空洞部的方式向外周側(cè)伸出，同時(shí)，其外周緣從下方與上述第一圓盤部的外周緣抵接并對(duì)其進(jìn)行支撐，在上述圓盤狀基體金屬的靠近內(nèi)周的部分和靠近外周的部分上分別配置有彈性機(jī)構(gòu)。因此有利于確保砂輪強(qiáng)度，并且用于施加所需的彈性功能的設(shè)計(jì)上的自由度也較高。彈性機(jī)構(gòu)可設(shè)置為能滿足砂輪層、圓盤狀基體金屬、軸孔和砂輪軸安裝孔的尺寸等尺寸上的各種設(shè)計(jì)因素。
特別是在本發(fā)明的杯狀砂輪中，兩個(gè)圓盤部固定在內(nèi)周側(cè)，但因外周側(cè)為自由端支撐并能分別獨(dú)立地變形，因此可承受施加在砂輪層上的各種應(yīng)力、兩個(gè)彈性機(jī)構(gòu)可柔軟地進(jìn)行工作，能進(jìn)一步提高磨削時(shí)砂輪的隨動(dòng)性和振動(dòng)抑制功能，能夠良好地解決朝向工件的砂輪層外周側(cè)的一端接觸以及朝向內(nèi)周側(cè)的一端接觸中的任何一個(gè)，從而能有效地防止振紋發(fā)生。并且，由于該基體金屬是從內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)雙方支撐砂輪層的結(jié)構(gòu)，所以不只依賴于一個(gè)支點(diǎn)上的撓曲，磨削時(shí)的應(yīng)力容易分散，因此對(duì)確保強(qiáng)度和耐久性也是有利的。因此，根據(jù)本發(fā)明，可提供具有能夠?qū)?yīng)于高砂輪按壓力的柔軟性和強(qiáng)度，且與以往技術(shù)相比可進(jìn)行高效的磨削作業(yè)的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪。
另外，上述結(jié)構(gòu)的砂輪，由于具有用于在第一圓盤部和第二圓盤部之間填充減震材料的足夠大的空洞部，所以特別適用于使用減震材料、提高防振功能的結(jié)構(gòu)。
另外，由于前述第一圓盤部為設(shè)計(jì)成能從基體金屬本體上裝卸的結(jié)構(gòu)，所以容易更換所使用的砂輪層，且基體金屬本體可反復(fù)使用，因此在經(jīng)濟(jì)方面也是有利的。此外，例如，由于通過將形成砂輪層的第一圓盤部進(jìn)行存放，并只需根據(jù)需要即時(shí)更換第一圓盤部，就能夠再次開始新的砂輪層的磨削作業(yè)，所以能提高作業(yè)效率。


圖1是本發(fā)明的第一種方案的杯狀砂輪的立體圖；圖2是圖1的砂輪的圓盤狀基體金屬的立體圖；圖3是圖1的杯狀砂輪的剖面圖；圖4是本發(fā)明的第二種方案的杯狀砂輪的立體圖；圖5是圖4的砂輪的圓盤狀基體金屬的立體圖；圖6是說明本發(fā)明的第一種方案的杯狀砂輪的作用的模式圖；圖7是說明本發(fā)明的第二種方案的杯狀砂輪的作用的模式圖；圖8是表示用于測(cè)定衰減率的FFT分析器的概略結(jié)構(gòu)的模式圖；圖9是涉及實(shí)施例的衰減性能測(cè)試、作為用于計(jì)算衰減率的模型的圖表。
圖10是涉及衰減性能測(cè)試、表示各實(shí)施例及比較例的衰減曲線的圖表。
圖11是表示以往的砂輪的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，對(duì)本發(fā)明的杯狀砂輪的第一種方案進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明的第一種方案的杯狀砂輪的立體圖；圖2是用于圖1的砂輪的圓盤狀基體金屬的立體圖；圖3是圖2的圓盤狀基體金屬的剖面圖(a)和分解圖(b)。該杯狀砂輪具有圓盤狀基體金屬，該圓盤狀基體金屬由提供砂輪層粘接面的第一圓盤部1、和以從下方支撐該第一圓盤部1的方式設(shè)置的第二圓盤部2構(gòu)成；砂輪層3環(huán)狀地配置、粘接在第一圓盤部1的砂輪層粘接面上。軸孔和砂輪軸安裝孔沿旋轉(zhuǎn)軸方向貫穿設(shè)置在第二圓盤部2的中央，通過該部分將杯狀砂輪固定在聯(lián)機(jī)輥磨削裝置的驅(qū)動(dòng)軸上。
第一圓盤部1具有位于內(nèi)周側(cè)的圓筒狀的內(nèi)壁1b和從內(nèi)壁1b的上部向外周方向伸出而形成的環(huán)狀上板部1a。該環(huán)狀上板部1a上的靠近外周的部分為環(huán)狀的砂輪層粘接面，作為彈性機(jī)構(gòu)的多個(gè)狹縫1c設(shè)置在砂輪層粘接面的偏向內(nèi)周的部分。多個(gè)狹縫1c分別沿環(huán)狀上板部1a的薄壁部分的圓周方向均等地貫穿設(shè)置。
第二圓盤部2具有與前述第一圓盤部1的內(nèi)壁1b相同直徑的內(nèi)壁2b、以從內(nèi)壁2b的下側(cè)的厚壁部分向其外周方向伸出，即，以形成空洞部5的方式向第一圓盤部1的下方伸出的底板部2a、從底板部2a彎曲伸向上方的圓筒狀的外壁2e。外壁2e的上部的外周緣沿第一圓盤部1的外周緣抵接并從下方對(duì)其進(jìn)行支撐。由多個(gè)狹縫2c構(gòu)成的彈性機(jī)構(gòu)設(shè)置在外壁2e上。多個(gè)狹縫2c分別沿外壁2e的圓周方向均等地貫通設(shè)置。
在第一圓盤部1的內(nèi)壁1b和第二圓盤部2的內(nèi)壁2b中具有將它們連通的多個(gè)螺栓孔1d、2d，通過插入其中的螺栓4將第一圓盤部1的內(nèi)壁1b和第二圓盤部2的內(nèi)壁2b進(jìn)行固定。如此，通過能夠自由裝卸的固定機(jī)構(gòu)，將第一圓盤部1在其內(nèi)周側(cè)固定在第二圓盤部2上。
下面對(duì)本發(fā)明的杯狀砂輪的第二種方案進(jìn)行說明。
圖4是本發(fā)明的第二種方案的杯狀砂輪的立體圖；圖5是用于圖4的砂輪的圓盤狀基體金屬的立體圖。
該杯狀砂輪的第一圓盤部21具有位于內(nèi)周側(cè)的圓筒狀的內(nèi)壁21b、從內(nèi)壁21b的上部向外周方向伸出而形成的環(huán)狀上板部21a。該環(huán)狀上板部21a成為環(huán)狀砂輪層粘接面。
第二圓盤部22具有與前述第一圓盤部21的內(nèi)壁21b相同直徑的內(nèi)壁22b、從內(nèi)壁22b的下側(cè)的厚壁部分向其外周方向伸出，即，以形成空洞部25的方式向第一圓盤部21的下方伸出的底板部22a、從底板部22a彎曲著向上方伸出的圓筒狀的外壁22e。外壁22e的上部的外周緣沿第一圓盤部21的外周緣抵接并從下方對(duì)其進(jìn)行支撐。
作為彈性機(jī)構(gòu)的多個(gè)狹縫21c設(shè)置在第一圓盤部的內(nèi)壁21b和/或第二圓盤部的內(nèi)壁22b上。多個(gè)狹縫21c分別沿內(nèi)壁21b和/或內(nèi)壁22b的圓周方向均等地貫穿設(shè)置。
由多個(gè)狹縫22c構(gòu)成的彈性機(jī)構(gòu)設(shè)置在第二圓盤部的外壁22e上。多個(gè)狹縫22c分別沿外壁22e的圓周方向均等地貫穿設(shè)置。
本發(fā)明的第二種方案的其他部分結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與前述第一種方案相同。
在本發(fā)明的杯狀砂輪中，彈性機(jī)構(gòu)能以滿足例如砂輪層、圓盤狀基本金屬、軸孔及砂輪軸安裝孔的尺寸等尺寸上的各種設(shè)計(jì)因素的方式進(jìn)行配置。例如，在軸孔和砂輪軸安裝孔的尺寸小且第一圓盤部的環(huán)狀上板部的面積充分大于砂輪層面積的情況下，如上述第一方案所述，可以在第一圓盤部的砂輪層安裝面的靠近內(nèi)周的部分以及第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)。另外，例如，在軸孔和砂輪軸安裝孔的尺寸大且第一圓盤部的環(huán)狀上板部的面積實(shí)質(zhì)上與砂輪層的面積相等的情況下，如上述第二種方案所述，可以在第一圓盤部和/或第二圓盤部的內(nèi)壁部分以及第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明使用的彈性機(jī)構(gòu)，典型方式是通過如上述設(shè)置狹縫而提供。但并不僅局限于此，也可將板厚變薄而設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)，還可通過將板厚調(diào)整和狹縫穿設(shè)相組合來設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)。例如，如上述第一種方案，在環(huán)狀平板部1a中，可以使穿設(shè)狹縫部分的板厚稍微變薄一些。在通過使板厚變薄而設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)的情況下，優(yōu)選厚度可以為0.4～6.0mm。
如上所述，所謂第一圓盤部1(21)和第二圓盤部2(22)是通過其內(nèi)周側(cè)，即，內(nèi)壁1b(21b)、2b(22b)而相互固定的，但其外周側(cè)為自由端支撐。也就是說，第一圓盤部1(21)的外周端由第二圓盤部2(22)的外壁2e(22e)從下方支撐，但它們不相互結(jié)合。因此，這些圓盤部1(21)、2(22)通過各自的彈性機(jī)構(gòu)可以分別大致獨(dú)立地變形，并且由于分別具有固有的頻率，所以能提高防止振動(dòng)效果。并且，如圖3所示，本發(fā)明的圓盤狀基體金屬，是將兩片圓盤部1、2相互重合后形成空洞部5的大致環(huán)型的中空結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的圓盤狀基體金屬可以通過內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)雙方支撐砂輪層3，由于從砂輪層3施加的應(yīng)力分散，因此有利于確?；w金屬的強(qiáng)度。
本發(fā)明的杯狀砂輪的圓盤狀基體金屬涉及的彈簧常數(shù)大體超過1000kgf/mm，最好小于等于3000kgf/mm。根據(jù)磨削條件，如果小于等于1000kgf/mm，則杯狀砂輪容易過分撓曲。因此，有時(shí)不能提高磨削負(fù)載且不能實(shí)現(xiàn)高磨削效率。一旦超過3000kgf/mm，則因撓曲作用減小，吸振效果容易降低。更優(yōu)選地，彈簧常數(shù)大于1000kgf/mm而小于等于2000kgf/mm。本發(fā)明的彈簧常數(shù)可以通過變更構(gòu)成基體金屬的圓盤部的材質(zhì)和板厚來進(jìn)行調(diào)整，還可以借助于狹縫的數(shù)量和尺寸來進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
通過上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的杯狀砂輪由于兼?zhèn)淙彳浶院蛷?qiáng)度兩個(gè)方面，所以能夠?qū)?yīng)如上述的高砂輪按壓力下的高效率磨削。
另外，在上述實(shí)施方式中，在空洞部5內(nèi)具有減震材料，該減震材料具有吸收砂輪上所產(chǎn)生振動(dòng)的作用。在本發(fā)明的基體金屬結(jié)構(gòu)中，由于可以增大空洞部5的容積，所以能使用充分多的減震材料，在自激振動(dòng)抑制方面能夠獲得較好的效果，特別是對(duì)防止振紋很有效。減震材料可以填充在空洞部5內(nèi)的整體中，也可以適量涂布于適當(dāng)?shù)奈恢没蚓植康剡M(jìn)行填充。作為減震材料可以使用橡膠材料，特別是使用具有減震作用的丁基類橡膠材料，但并不局限于此。
作為圓盤狀基體金屬的材質(zhì)，為了確保使用時(shí)的基體金屬?gòu)?qiáng)度，一般使用金屬材料。由于一般情況下，金屬材料不具有其自身的高減震作用，所以可以在如上述的圓盤狀基體金屬的空洞部5中填充減震劑。另一方面，開發(fā)具有振動(dòng)衰減作用的特殊金屬材料。以鐵鋁合金為例，一旦施加振動(dòng)，則材料內(nèi)部的磁疇壁動(dòng)作，將施加的能量轉(zhuǎn)換成熱，通過釋放該熱而抑制振動(dòng)。在本發(fā)明中也可以使用具有這種振動(dòng)衰減作用的特殊的金屬材料。
可以在多個(gè)狹縫1c(21c)、2c(22c)內(nèi)填充密封材料。通過密封材料能防止從狹縫浸入磨削液。另外，如果使用具有上述減震作用的密封材料，則可以獲得更大的振動(dòng)抑制效果。作為密封材料，最好使用硅酮材料、硅橡膠材料，但并不局限于此。
如圖1(圖4)所示，砂輪層3(23)可以排列圓弧型的扇狀砂輪并配置形成環(huán)狀，也可以貼上環(huán)狀地成為一體的砂輪而形成。砂輪層的材料、形狀和尺寸等詳細(xì)情況可以根據(jù)磨削條件而適當(dāng)決定。
砂輪層3(23)中使用的磨粒一般是從CBN磨粒或金剛石磨粒等的超硬磨粒、鋁類磨粒、碳化硅類磨粒以及氧化鋯類磨粒構(gòu)成的組中所選擇的一種或一種以上，但并沒有特別限定。使用的磨粒或其組合可以根據(jù)磨削條件及被磨削材料的材質(zhì)等適當(dāng)選擇。而且，磨粒的粒度，在超硬磨料的情況下為60/80～325/400，在用其他磨粒的情況下，選擇46號(hào)～600號(hào)的范圍，沒有特別限定。粒度的詳細(xì)規(guī)格可以根據(jù)磨削條件及被磨削材料的材質(zhì)等適當(dāng)選擇。
砂輪層3(23)上使用的砂輪結(jié)合劑可以從陶瓷、類樹脂、金屬、電解沉積、釬焊等中進(jìn)行選擇，但并不局限于此。需要使用的砂輪結(jié)合劑種類可以根據(jù)磨削條件及被磨削材料的材質(zhì)等適當(dāng)選擇。
砂輪層3(23)中的磨粒率可以占體積的25～60％，氣孔率可以為體積的0～50％的范圍，沒有特別限定。這些可以根據(jù)磨削條件及被磨削材料的材質(zhì)等適當(dāng)選擇。另外，結(jié)合劑率為從100中減去磨粒率和結(jié)合劑率的數(shù)值。
本發(fā)明的砂輪因第一圓盤部1(21)可裝卸，因此磨削作業(yè)后可容易再生再利用第一圓盤部1(21)的砂輪層3(23)，并且，由于作為基體金屬本體的第二圓盤部2(22)只要耐久面充許就能反復(fù)使用，因此在經(jīng)濟(jì)方面是有利的。另外，可存放新的形成有砂輪層3(23)的第一圓盤部1，并且在需要更換砂輪層時(shí)，只要即時(shí)更換第一圓盤部1(21)，就能直接再次開始磨削作業(yè)，所以能提高作業(yè)效率。
此外，在本發(fā)明的說明書中，為了幫助理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，使用“上方”、“下方”、“上部”或“下部”等的表示方向或位置的用語。這些用語不僅應(yīng)該以垂直方向(重力方向)作為理解基準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)以所使用的砂輪的負(fù)載方向(旋轉(zhuǎn)軸方向)作為基準(zhǔn)理解。例如可以理解為，朝向工件的砂輪的負(fù)載方向指“上方”，其反向則指“下方”。
下面，參照附圖6及圖7說明本發(fā)明的杯狀砂輪磨削時(shí)的作用。圖6表示上述本發(fā)明的第一種方案的杯狀砂輪，圖7表示上述本發(fā)明第二種方案的杯狀砂輪。
如圖6所示，本發(fā)明的第一種方案的杯狀砂輪。如6(a)所示，在向砂輪層3的外周側(cè)施加負(fù)載時(shí)，主要變形為具有多個(gè)狹縫2c的外壁2e壓彎；通過其彈性功能，砂輪層3的外周側(cè)較大地下沉。如圖6(b)所示，當(dāng)向砂輪層3的大致中央部施加負(fù)載時(shí)，不僅具有多個(gè)狹縫2c的外壁2e，具有多個(gè)狹縫1c的環(huán)狀平板部1a的內(nèi)周側(cè)也產(chǎn)生變形，通過這些彈性功能，砂輪層整體下沉。如圖6(c)所示，當(dāng)向砂輪層3的內(nèi)周側(cè)施加負(fù)載時(shí)，主要為具有多個(gè)狹縫1c的環(huán)狀平板部1a內(nèi)周側(cè)變形，通過其彈性功能，砂輪層3的內(nèi)周側(cè)下沉。
其次，在圖7中，本發(fā)明的第二方案的杯狀砂輪。如圖7(a)所示，在砂輪層23的外周側(cè)施加負(fù)載時(shí)，主要以具有多個(gè)狹縫22c的外壁22e壓彎的方式變形，通過其彈性功能，砂輪層23的外周側(cè)較大地下沉。如圖7(b)所示，在砂輪層23的大致中央施加負(fù)載時(shí)，不僅具有多個(gè)狹縫22c的外壁22e，而且具有多個(gè)狹縫21c的內(nèi)壁21b也以與外壁22e同樣壓彎的方式進(jìn)行變形，通過這些部分的彈性功能，砂輪層整體下沉。如圖7(c)所示，在砂輪層23的內(nèi)周側(cè)施加負(fù)載時(shí)，主要是具有多個(gè)狹縫21c的內(nèi)壁21b以壓彎的方式變形，通過其彈性功能，砂輪層23的內(nèi)周側(cè)下沉。
如上所述，本發(fā)明的砂輪的彈性功能并不取決于一個(gè)支點(diǎn)處的撓曲。因此，即使在所謂砂輪層3(23)的任何一端接觸的狀態(tài)下，由于兩個(gè)彈性機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，所以能夠發(fā)揮較大的振動(dòng)抑制效果和對(duì)被磨削面的高隨動(dòng)性。因此，允許施加更高的砂輪按壓力，所以可以獲得更高效率的磨削。
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例進(jìn)行說明，這是為了例證本發(fā)明的實(shí)施可能性和有用性，而并不是指對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的任何限定。
實(shí)施例振動(dòng)衰減試驗(yàn)實(shí)施例1制作圖2及圖3所示結(jié)構(gòu)的杯狀砂輪的圓盤狀基體金屬。圓盤狀基體金屬的材質(zhì)是不銹鋼，其尺寸為外周212mm×高55mm×孔徑30mm。
實(shí)施例2制造與實(shí)施例1相同的圓盤狀基體金屬，并在其空洞部?jī)?nèi)填充減震材料(埼玉橡膠工業(yè)公司制，商品名SR-6000)，在各狹縫內(nèi)填充密封材料(GE東芝硅酮株式會(huì)社制，商品編號(hào)TSE3941)。
比較例1制造圖11所示結(jié)構(gòu)的砂輪用基體金屬。基體金屬的材質(zhì)是不銹鋼，基體金屬的尺寸為外周212mm×高55mm×孔徑30mm。
比較例2制造與比較例1相同的砂輪，并在其槽型間隙內(nèi)填充減震材料(埼玉橡膠工業(yè)公司制，商品名SR-6000)。
試驗(yàn)順序?qū)ι鲜龈魃拜喪褂眯∫皽y(cè)量用具(株式會(huì)社)制的FFT分析儀(型號(hào)CF-910)測(cè)定衰減率，以此評(píng)價(jià)各砂輪的衰減性能。衰減性能是振據(jù)沖擊錘(インパルスハンマ一)打擊試驗(yàn)獲得的歷時(shí)應(yīng)答波形衰減率的大小來進(jìn)行評(píng)價(jià)的。測(cè)定順序如下在沖擊錘和砂輪上安裝加速度拾波器后，連接到兩波道(チヤンネル)FFT上。隨后用沖擊錘向砂輪加振一定沖擊力(從一定高度通過自重施加沖擊)，收錄其應(yīng)答歷時(shí)波形(參照?qǐng)D8)。根據(jù)收錄的歷時(shí)應(yīng)答波形通過下式求出振幅衰減曲線并計(jì)算衰減率(參照?qǐng)D9)。
數(shù)學(xué)公式1χ＝χ0e-σtcosωdt(χ0指初期振幅，δ指衰減率，t指經(jīng)過時(shí)間，ω指衰減固有角振動(dòng)數(shù))試驗(yàn)結(jié)果圖10是表示對(duì)實(shí)施例和比較例的各砂輪計(jì)算得出的衰減曲線。橫軸表示測(cè)定時(shí)間(s)，縱軸表示振幅(μm)。
如圖10(a)所示，實(shí)施例1與比較例1相比，振動(dòng)衰減率要好2.0倍。在實(shí)施例1中示出了基體金屬具有良好的撓曲性。從理論上看，由于在實(shí)施例1中，特別是彈簧系數(shù)高的外周側(cè)彈性機(jī)構(gòu)和具有砂輪層的上板部之間是自由端支撐，并且分別具有不同的固有振動(dòng)，所以可以想到在振動(dòng)發(fā)生時(shí)該部分的振動(dòng)能量損失變大，衰減性能提高的情況。
如圖10(b)所示，實(shí)施例2與比較例2相比振動(dòng)衰減率要好1.7倍。在實(shí)施例1和比較例1的情況的基礎(chǔ)上，由于還具有減震材料的作用因此可改善振動(dòng)衰減率。實(shí)施例2的基體金屬示出了具有良好的衰減效果。
磨削試驗(yàn)本發(fā)明的砂輪，可期待在聯(lián)機(jī)輥磨削中發(fā)揮良好的磨削性能。所謂聯(lián)機(jī)輥磨削，是指在鋼板軋制生產(chǎn)線中進(jìn)行基于軋輥的鋼板軋制作業(yè)，同時(shí)，磨削軋輥的操作。由于因軋輥的平坦化而一旦中止軋制作業(yè)則軋制作業(yè)的效率就會(huì)降低，所以需要對(duì)聯(lián)機(jī)的輥進(jìn)行磨削。本發(fā)明的杯狀砂輪設(shè)置為將砂輪層按壓在旋轉(zhuǎn)的軋輥表面上的狀態(tài)，進(jìn)而在軋輥的縱軸方向上往復(fù)移動(dòng)，如此用于磨削作業(yè)。
典型的作業(yè)條件如下。作為軋制鋼材的輥可以舉出鎳晶粒制的輥。作為軋輥的磨削條件，可以列舉出輥的周速為5m/s～66m/s，砂輪按壓力為0.5kgf/mm～10kgf/mm，振動(dòng)速度為20m/s～100m/s，砂輪輪速為25m/s～50m/s。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，在圓盤狀基體金屬的一面的圓周上設(shè)置有砂輪層，其特征在于，上述圓盤狀基體金屬具有第一圓盤部和第二圓盤部，上述第一圓盤部具有環(huán)狀的砂輪層安裝面；上述第二圓盤部用于支撐該第一圓盤部，上述第一圓盤部在其內(nèi)周側(cè)與第二圓盤部相固定，該第二圓盤部以向上述第一圓盤部的下方形成空洞部的方式向外周側(cè)伸出，同時(shí)，其外周緣從下方與上述第一圓盤部的外周緣抵接并對(duì)其進(jìn)行支撐，在上述圓盤狀基體金屬的靠近內(nèi)周的部分和靠近外周的部分上分別配置有彈性機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，在上述第一圓盤部的砂輪層安裝面的靠近內(nèi)周的部分及上述第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置有彈性機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，在上述第一圓盤部和/或上述第二圓盤部的內(nèi)壁部分，以及上述第二圓盤部的靠近外周的部分上分別設(shè)置有彈性機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，上述彈性機(jī)構(gòu)通過在上述部分的至少一部分上形成多個(gè)狹縫而進(jìn)行設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，上述第一圓盤部設(shè)置為可從基體金屬本體進(jìn)行裝卸。
6.如權(quán)利要求4或5所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，在上述多個(gè)狹縫中填充密封材料。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其特征在于，在上述第一圓盤部和第二圓盤部之間的空洞部中具有減震材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其容易確保基體金屬的強(qiáng)度，而且在能夠施加所需的彈性功能的設(shè)計(jì)方面的自由度較高，并具有適合填充減震材料的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是在圓盤狀基體金屬的單面圓周上設(shè)置砂輪層(3)的聯(lián)機(jī)輥磨削用杯狀砂輪，其圓盤狀基體金屬具有第一圓盤部(1)和用以支撐第一圓盤部(1)的第二圓盤部(2)，第一圓盤部具有環(huán)狀的砂輪層安裝面，第一圓盤部(1)在其內(nèi)周側(cè)與第二圓盤部(2)相固定，第二圓盤部(2)以向第一圓盤部(1)的下方形成空洞部(5)的方式向外周側(cè)伸出，同時(shí)，其外周緣從下方接觸第一圓盤部(1)的外周緣并對(duì)其進(jìn)行支撐，在前述圓盤狀基體金屬的內(nèi)周附近的部分和外周附近的部分上分別配置有彈性機(jī)構(gòu)(狹縫1c(21c)、2c(22c))。
文檔編號(hào)B24D7/00GK1792549SQ200510138018
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者傘裕倫, 富田幸男, 飛田信一 申請(qǐng)人:吳諾頓株式會(huì)社